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我们为什么总是兜圈子  

2011-03-22 10:45:16|  分类: 数学学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们为什么总是兜圈子

 

看到一个人在夜里走回家的路,他的家在山谷的另一边。他离开一个樵夫的小屋,朝着山谷走去,夜里大雪纷飞,看不清四周的道路。他一直按自己认为正确的方向前行,但很快就不知不觉地偏离了原来的路线,结果又回到了那个樵夫的小屋。但他没有气馁,再次出发,结果还是一样。他四次都朝着那同一个方向穿过山谷,可每次他都回到原来的那个小屋,仿佛有什么魔力牵引着他似的。最后,这个疲惫不堪的行人只好作罢,在小屋里等到天明,看清了路才顺利回家。

在大海上也发生了一件类似的事情。有一个划船的人想穿过三公里的海面,四周漆黑一片,并且浓雾弥漫。划了一段时间以后,他上岸了,却发现这就是他出发的地点。
       这是大家经常听到或偶尔亲自经历过的事情。当你在漆黑的夜晚、浓厚的雾霭、迷眼的风雪、茂密的森林这些使眼睛失去作用的环境中行进时,最后总会回到自己出发的地点。
       还有一个有趣的例子,那就是“贴鼻子”游戏。你被蒙住双眼,手拿一个纸鼻子,走向正前方的目标——缺鼻子的动物头像,试图把纸鼻子贴上去。但游戏者的方向往往不是向左就是向右偏离方向,总不能走出一条直线准确地把鼻子贴上去。离目标越远,偏得越厉害。
       动物的举动也是如此。瞎了眼的鸟总是绕着圈子飞,蒙住眼睛的狗总是转着圈子跑。
       那么人类以及动物在看不清方向时,为什么总是走不出一个圆周或弧形的路径呢?
       一位生物学家认为这是因为“圆周运动是动物的基本运动”一个简单的例子就会帮助你明白我们转着圈子走路的原因。
       当你拧好玩具汽车的发条,让汽车在地上向前行驶时,你会发现它很少走直线,相反,它总按某种弧形线行驶。这是因为玩具汽车的轮子很难完全相等,哪边轮子较小,小汽车就会朝着哪边拐过去。
       走路转圈也是由同样的原因造成的。一个人走路通常会看好他走路的方向,利用感官,特别是眼睛来固定他行走的目的地。倘若他不能利用他的一双眼睛来指引他的脚步,那么,他要走直线就非得两脚跨出长度相等的步子。
       然而,就大多数人来说,两腿的肌肉发育并不均衡,这样,两腿跨出的步距就不可能相等。这种差别也许很小,很难注意到。但是,即使差别不大,在一定距离的行走过程中,它也能够造成圆周运动。
       我们不妨假定一个人的左脚跨出一步为15寸长,右脚跨出一步为16寸长,如果他先迈出10步,左脚会走15尺长,右脚则走出了16尺长。这并不意味着他的左脚后于右脚1尺,而是在行走的过程中,每走一步都稍稍向左偏,结果形成一个固定的弧度,最终构成一个闭合的圆圈,而两只脚的足迹则形成了两个同心圆。
       按照相同的规律,人类双臂的肌肉同双腿的肌肉一样,也不匀称,这就解释了为什么夜里划船会划成一个圆圈。而鸟的双翼也是不完全相同的,所以鸟在视觉失去作用时会作盘旋飞行。

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